专利名称：一种三相四线制高压电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高压电能计量技术，具体涉及一种通过将高压侧的高 电压大电流信号转换成低电压小电流信号进行测量的一种三相四线制高压 电能表。
背景技术：
现有技术中用于高压电能计量的装置主要是高压计量箱和高压计量
拒，由跨接在A-B相和C-B相的两台电压互感器和串接在A、 C相的两台 电流互感器以及一台三相两元件电能表组成。由于高压互感器的绝缘要求 高，在10Kv电力系统为42Kv、 二次额定负荷有IOVA、因此体积和重量 都相当大、价格高、安装空间大。
为了解决上述技术问题，2004年武汉国测公司设计了一种高压电能 表。它是一种由跨接在A-B和C-B相间的两台单相高压电能计量装置的高 压表计、使用电容式电压互感器、具有体积小、重量轻等优点，但是其所 有的电子器件都工作在高压侧、对可靠性要求极高、故障后必须要停电才 能检修。并且对高压侧的取电难度大，可靠性难以保证。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的高压互感器的绝缘要求高，在10Kv电力 系统为42Kv、 二次额定负荷有IOVA、因此体积和重量都相当大、价格高、 安装空间大和釆用武汉国测公司设计的高压电能表因其所有的电子器件都 工作在高压侧、对可靠性要求极高、故障后必须要停电才能才企修，并且对 高压侧的取电难度大，可靠性难以保证这些技术问题，本实用新型提供了 一种三相四线制高压电能表。
本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案为提供了一种三相 四线制高压电能表，所述三相四线制高压电能表包括电压互感器单元、 电流互感器单元和三相四线制低压电能表，其中，所述电压互感器单元一 端接入高压母线，另一端通过接地端子接入大地，所述电流互感器单元串 联在高压母线上，所述三相四线制低压电能表的输入端与所述电压互感器 单元和所述电流互感器单元的输出端连"t妄。
3根据本实用新型的一优选技术方案所述电压互感器单元为电阻式分 压单元或电容式分压单元。
根据本实用新型的一优选技术方案所述电流互感器单元为低功率电 流互感器和与所ii/f氐功率电流互感器并耳关的电阻。
根据本实用新型的一优选技术方案所述电压互感器单元与所述电流
互感器单元的连接为带屏蔽的同轴电缆连接器或者带双屏蔽的同轴电缆连 接器。
根据本实用新型的一优选技术方案所述电压互感器单元与所述电流 互感器单元运行在高压线路端。
根据本实用新型的一优选技术方案所述电流互感器单元为罗可夫斯 基线圈。
根据本实用新型的一优选技术方案所述三相四线制高压电能表包括 电源模块、外设才莫块、中央处理器单元和电能计量芯片，其中，所述电能 计量芯片、所述电源才莫块和所述外设模块分别与所述中央处理器单元连接。
经与现有的技术方案进行比较后，本实用新型的有益的效果在于相 对于高压计量箱(拒)，本实用新型技术方案中的高压电能计量装置体积小 巧、重量轻；相对于武汉国测公司的高压电能表，本实用新型技术方案中 的高压电能表工作在低压侧，设计筒单、可靠性高，成本低廉。
图l.本实用新型一种三相四线制高压电能计量方法及装置中三相四 线制高压电能计量方法流程图2.本实用新型一种三相四线制高压电能计量方法及装置中三相四线 制高压电能表^t块结构示意图3.采用低功率电流互感器后的三相四线制高压电能表模块结构示意
图4.采用罗可夫斯基线圈后的三相四线制高压电能表模块结构示意
图； .
图5.采用电阻式分压器后的三相四线制高压电能表冲莫块结构示意图； 图6.采用电容式分压器后的三相四线制高压电能表模块结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明 图中A、 B、 C三相电力系统的一次电流导体1、电压互感器单元2、 电流互感器单元3、中央处理器单元4、电能计量芯片5、三相四线制j氐压 电能表6、外设模块7、电源模块8、连接线9、接地端子IO、电流积分器 11、乘法器12、 SPI4妄口 13、电阻14、低功率电流互感器15、罗可夫斯 基线圈16、电阻式电压互感器的高压侧分压电阻17、电阻式电压互感器的 低压側分压电阻18、电容式电压互感器的高压侧分压电容19、电容式电压 互感器的低压侧分压电容20。
请参阅图1本实用新型一种三相四线制高压电能计量方法及装置中三 相四线制高压电能计量方法流程图。如图l所示，所述三相四线制高压电 能计量方法包括步骤第一、将高电压大电流信号转换成低电压小电流信 号；第二、将所述低电压小电流信号接入三相四线制电能计量装置进行电
能测量。
在本实用新型的优选技术方案中所述第一步的方法为通过电压互感 器单元2将高电压信号转换为1.625/ViV的低电压信号，通过电流互感器 单元3将大电流信号变换为225mV的低电压小电流信号。所述第二步包括 子步骤 一、将所述225mV的低电压小电流信号进行信号调节；二、将调 节后的信号接入三相四线制电能计量装置中三相电能芯片的A、 B、 C中 的一相计量输入的电流电压乘法器12输入端；三、将其他两相也输入到计 量输入的电流电压乘法器12的输入端；四、通过所述电流电压乘法器12 和时间积分得到电能脉冲输出；五、通过SPI接口 13将数据传送到中央处 理器单元4进行电能测量。
请参阅图2本实用新型一种三相四线制高压电能计量方法及装置中三 相四线制高压电能表才莫块结构示意图。如图中所示所述三相四线制高压 电能表包括电压互感器单元2、电流互感器单元3和三相四线制低压电 能表6,其中，所述电压互感器单元2—端接入高压母线，另一端通过接 地端子IO接入大地，所述电流互感器单元3串联在高压母线上，所述三相 四线制低压电能表6的输入端与所述电压互感器单元2和所述电流互感器 单元3的输出端连接。
在本实用新型的优选技术方案中所述电压互感器单元2与所述电流互感器单元3的连接线9为带屏蔽的同轴电缆连接器或者带双屏蔽的同轴电 缆连接器。所述三相四线制低压电能表6包括电源模块8、外设模块7、中 央处理器单元4和电能计量芯片5,其中，所述电能计量芯片5、所述电源 模块8和所述外设模块7分别与所述中央处理器单元4连接。
请参阅图3采用低功率电流互感器15后的三相四线制高压电能表模块 结构示意图，图中，所述电流互感器单元3采用低功率电流互感器15,如图 3所示，通过电》兹感应产生与一次电流成正比的电流信号后串接一个小电 阻则输出Vi=KixIxR;式中I为一次侧电流，K为LPCT变比,R为高精度 小电阻,Vi为电流互感器并联电阻输出信号。
请参阅图4采用罗可夫斯基线圈16后的三相四线制高压电能表模块结 构示意图，图中，所述电流互感器单元3釆用罗可夫斯基空心线圈，如图 4所示，通过电；兹感应产生与一次电流孩t分成正比的电压信号e(t)= Dixdl/dt;式中I为一次侧电流，Di微分系数,e(t)为罗可夫斯基空心线圈输 出信号。
所述电压互感器单元2采用电阻式分压器后的三相四线制高压电能表 模块结构示意图如图5所示，通过分压产生一个与一次电压V相对应的电 压信号Vv=KvxV;式中V为一次侧电压信号，Kv为电压变比，Vv为分 压后的电压信号。
所述电压互感器单元2采用电容式分压器后的三相四线制高压电能表 模块结构示意图如图6所示，通过分压产生一个与一次电压V相对应的电 压信号Vv=KvxV;式中V为一次侧电压信号，Kv为电压变比，Vv为分 压后的电压信号。
从所述电压传感器单元和所述电流传感器单元出来的小信号，分别被 送到三相电能芯片的A、 B、 C中的一相计量输入的电流电压乘法器12输 入端，同时把其他两相也输入到计量输入的电流电压乘法器12的输入端， 通过乘法器12和时间积分得到电能脉冲输出，通过SPI接口 13把数据传 送到中央处理器单元4。所述中央处理器单元4再把数据处理加工为满足 电能表6要求的各种数据和曲线。对于罗可夫斯基空心线圏式的电流互感 器单元3的电能芯片内部带有电流积分器11，会把微分信号还原后再送入 乘法器12计量电能。经与现有的技术方案进行比较后，本实用新型的有益的效果在于相 对于高压计量箱(拒)，本实用新型技术方案中的高压电能计量装置体积小 巧、重量轻；相对于武汉国测公司的高压电能表，本实用新型技术方案中 的高压电能表工作在低压侧，设计简单、可靠性高，成本低廉。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细 说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新 型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下， 还可以做出若干推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种三相四线制高压电能表，其特征在于所述三相四线制高压电能表包括电压互感器单元(2)、电流互感器单元(3)和三相四线制低压电能表(6)，其中，所述电压互感器单元(2)一端接入高压母线，另一端通过接地端子(10)接入大地，所述电流互感器单元(3)串联在高压母线上，所述三相四线制低压电能表(6)的输入端与所述电压互感器单元(2)和所述电流互感器单元(3)的输出端连接。
2. 根据权利要求1所述三相四线制高压电能表，其特征在于所述电 压互感器单元(2)为电阻式分压单元或电容式分压单元。
3. 根据权利要求1所述三相四线制高压电能表，其特征在于所述电 流互感器单元(3)为低功率电流互感器和与所述低功率电流互感器并联的 电阻。
4. 根据权利要求1所述三相四线制高压电能表，其特征在于所述电 压互感器单元(2)与所述电流互感器单元(3)的连接线为带屏蔽的同轴电缆 连接器或者带双屏蔽的同轴电缆连接器。
5. 根据权利要求1所述三相四线制高压电能表，其特征在于所述电 压互感器单元(2)与所述电流互感器单元(3)运行在高压线i 各端。
6. 根据权利要求1所述三相四线制高压电能表，其特征在于所述电流互感器单元(3)为罗可夫斯基线圈。
7. 根据权利要求1所述三相四线制高压电能表，其特征在于所述三 相四线制低压电能表(6)包括电源模块(8)、外设模块(7)、中央处理器单元(4) 和电能计量芯片(5)，其中，所述电能计量芯片(5)、所述电源模块(8)和所述 外设^t块(7)分别与所述中央处理器单元(4)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种三相四线制高压电能表。所述三相四线制高压电能表包括电压互感器单元、电流互感器单元和三相四线制低压电能表，其中，所述电压互感器单元一端接入高压母线，另一端接入大地，所述电流互感器单元串联在高压母线上，三相四线制低压电能表的输入端与所述电压互感器单元和所述电流互感器单元的输出端连接。本实用新型技术方案中的高压电能计量装置体积小巧、重量轻，电子器件工作在低压侧，可靠性和稳定性高。
文档编号G01R22/00GK201378184SQ200820214329
公开日2010年1月6日 申请日期2008年12月5日 优先权日2008年12月5日
发明者陈汉新, 黄建钟, 黄清乐 申请人:深圳市星龙科技有限公司